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Practicas de la dcb unam, con ellos podras obtener rapidamente respuestas...

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Laboratorio de Electricidad y Magnetismo Práctica 03 “Instrumentación: multímetro digital y osciloscopio de doble trazo” Integrantes: ● ● ● ● ●

Aguilar Jiménez Ana Jimena Angeles Estrada Ricardo Cruz Peralta Moisés Emanuel Ornelas Cortes Mario Adrian Santiago Castro Estefanny Montsserrat

Brigada

: 1

Clave de la asignatura : 6414 Fecha de realización : 17 marzo 2021 Fecha de entrega

: 24 marzo 2021

Grupo de laboratorio : 15 Profesor

: MC. Eduardo López Molina

Semestre

: 2021-2

Objetivos I.

II.

Objetivo General. El alumno conocerá dos instrumentos de medición empleados en el laboratorio y algunos conceptos básicos de metrología, que le permitan utilizar correctamente dichos instrumentos. Objetivos específicos. ● Conocer la forma de medir la diferencia de potencial, intensidad de corriente y resistencia eléctricas con un multímetro digital, las precauciones indispensables para su utilización y las características estáticas: rango, resolución y legibilidad. ● Conocer el osciloscopio, las precauciones indispensables para la obtención de diferentes tipos de gráficas, así como las cantidades físicas que pueden medirse y su utilidad para medir diferencias de potencial: alterna sinusoidal y continua.

Introducción En general, el valor numérico obtenido en una medición no corresponde al valor real de la magnitud que se mide, sin embargo, por ello en la ingeniería siempre será necesario tener un valor de referencia. Los resultados que se obtienen en el proceso de medición son aproximados, debido a la presencia del error experimental. El error experimental es inseparable al proceso de medición, su valor solamente se puede estimar. Debido a que los errores pueden surgir por distintas causas, para su análisis se clasifican en dos amplias categorías: los errores sistemáticos y los aleatorios o accidentales. Los errores sistemáticos son los que se pueden evitar, corregir o compensar. Este tipo de errores alteran la medida por no tomar en cuenta alguna circunstancia que siempre afecta de igual manera al resultado, dando lugar a un alejamiento hacia un sentido del valor de referencia. Se les llama sistemáticos porque cuando se presentan siempre se obtienen valores más altos o más bajos que el valor de referencia. Se pueden originar por: • Defectos o falta de calibración del instrumento empleado en la medición. • Las condiciones del medio ambiente en que se realiza la medición y que pueden afectar al instrumento de medición y/o al objeto a medir. • Malos hábitos y una forma peculiar de realizar las observaciones por parte del experimentador, como cuando se toman lecturas cometiendo el error de paralaje Por el empleo de constantes cuyos valores no correspondan al lugar en donde se realizan las mediciones y cálculos, o a la limitada exactitud de las constantes físicas empleadas en los cálculos. Los errores aleatorios o accidentales se deben, por lo general, a la combinación de un gran número de perturbaciones individuales y fluctuaciones que dan lugar a que la repetición de una misma medición dé, en cada ocasión, un valor distinto. Estos errores siempre están presentes en las mediciones y, en ausencia de los errores sistemáticos, son la causa de que los valores obtenidos en mediciones sucesivas se dispersen alrededor del valor real de la magnitud medida. En general, los errores aleatorios no se pueden eliminar, pero sí se pueden estimar.

Material ● ●

Laboratorio virtual de circuitos. Video P3A4 de la actividad a realizar.

Desarrollo Actividad. 1 Voltímetro digital (medición de una diferencia de potencial o voltaje) Comenta con el grupo las precauciones, cuidados necesarios y la forma correcta para el uso del multímetro en la medición de voltaje o diferencia de potencial. Con el empleo del simulador, realiza las mediciones de las diferencias de potencial eléctricas en las terminales de la pila eléctrica. Anota tus resultados y con la ayuda de tu profesor traza el diagrama eléctrico. Un multímetro contiene un voltímetro dentro de su funcionamiento, por lo cual nos sirve para medir diferencias de potencial o voltaje (en paralelo) entre dos puntos en una corriente eléctrica. Para poder medir la diferencia de potencial cuenta con dos cables, uno de ellos irá conectado en el extremo positivo, mientras que el otro lo hará en el extremo negativo. Si estos cables se invierten, el resultado que mostrará el multímetro será con signo negativo. La energía se disipa en forma de calor (efecto Joule) por lo que el resistor no recibe toda la energía que está proporcionando la batería, debido a esto es que el multímetro marca una diferencia inferior a la de la batería. Conclusiones del experimento Es importante saber como usar multimetro y conocer los diferentes casos en que se puede usar este instrumento de medición, además es importante saber realizar correctamente las mediciones, debido a que el Multímetro puede hacer diferentes mediciones y si no está ajustado correctamente podemos tomar mediciones erróneas.

Actividad 2. Amperímetro digital (medición de corriente eléctrica) Comenta con el grupo las precauciones, cuidados necesarios y la forma correcta para el uso del multímetro en la medición de corriente eléctrica. Con el empleo del

simulador realiza las mediciones de las corrientes eléctricas sugeridas por el profesor. Dibuja los circuitos y anota tus resultados en cada uno de ellos.

Conclusiones del experimento Actividad 3. Señal de alterna Con el empleo del simulador, realiza las mediciones sugeridas por el profesor de acuerdo con la actividad que él te indique. Mida el periodo de esta señal y con base en este valor determine su frecuencia. De igual manera, mida su amplitud y con base en ésta obtenga el valor eficaz.

En este experimento al conectar el osciloscopio al circuito en serie podemos que si ponemos la parte roja en el lado izquierdo de la resistencia, vemos que el osciloscopio marca un número positivo constante, en este caso 9V.

Caso contrario si colocamos la parte roja del lado derecho de la resistencia, lo que nos da es un número negativo constante, en este caso -9V.

Ahora en este caso lo que se hace es que cambiamos la pila por una de corriente alterna lo que provoca que en el osciloscopio se muestra un movimiento ondulatorio conforme avanza el tiempo. Analizando el diagrama de voltaje, podemos ver que el periodo es cada 2 [s] por lo tanto podemos decir lo siguiente:

𝑇= 𝑓 =

1 𝑓 1 𝑇

Donde: T - Periodo f - Frecuencia Entonces podemos decir que tiene una frecuencia de 0.5[Hz], Ahora bien podemos ver en el diagrama que se tiene una amplitud de onda de 10[V], ahora podemos obtener el valor eficaz:

𝑉𝑟𝑚𝑠 =

𝑉𝑝 2

Donde: Vrms - Valor eficaz Vp - valor pico o amplitud de onda Ante esto podemos decir que el valor eficaz es 7.071[V] Conclusiones del experimento Al conocer cómo funciona el osciloscopio podemos ver mejor cómo se comporta la corriente a través de un circuito en serie al usar una pila normal y al usar una alternador de corriente, además de poder analizar la onda que se forma con el alternador de corriente, y al ser una onda podemos obtener su periodo, amplutud, frecuencia y su valor eficaz. Actividad 4. Multímetro Observar el vídeo P3A4 y determinar las características del instrumento de medición, así como las consideraciones que se deben de tomar al realizar las mediciones.Dibuje la conexión del multímetro para medir diferencia de potencial, corriente y resistencia. En la parte superior del multímetro hay una pantalla donde se visualiza la medición. Debajo hay una perilla que debemos girar para medir ciertas propiedades de potencial, estas pueden ser: corrientes alternas o directas y diferencias de potencial pequeñas que se miden en milivolts. En la parte inferior del multímetro podemos encontrar 3 orificios que nos servirán para conectar nuestra corriente y tierra. Su corrección dependerá de qué es lo queramos medir. Sin embargo, el cable que ira al orificio negro nunca se debe de mover. ➔ Caso de corriente eléctrica. Colocar el cable en el orificio rojo de lado izquierdo y la perilla señalando alguna letra A. Para medir corriente directa deberá ser en donde está la A con las barras horizontales y en pantalla aparecerán las letras DC. Para la corriente alterna, la perilla deberá señalar la A con una línea curva. La unidad en que se medirá será en Ampere. ➔ Caso de diferencia de potencial. La perilla debe señalar la V con una línea curva para corriente alterna AC y a la V con líneas rectas para medir corriente directa DC. El cable deberá ir en el orificio rojo de lado derecho. ➔ Caso de resistencia eléctrica. El cable deberá ir en el orificio rojo de lado derecho y la perilla señalando la letra Ohm. En la pantalla aparecerá la letra indicada y un prefijo de M. En este caso, sobrepasa el valor de un megaohm por eso las letras OL

El multímetro se puede llegar a descomponer por no respetar la conexión, no debe oprimirse el botón HOLD ni MINMAX. Las mediciones de continuidad o resistencia deben realizarse en cables no energizados.

Conclusiones del experimento Es importante conocer cómo funciona un multímetro para realizar de manera correcta las conexiones y no dañar el dispositivo. Se conoció la manera de conectar los cables para medir resistencia eléctrica, corriente y diferencia de potencial tomando en cuenta el tipo de corriente que se esté trabajando (directa o alterna). Además, se observó que en la pantalla del multímetro se muestran las unidades en que se está midiendo. Bibliografía ● Jaramillo, G. A., Alvarado, A. A. (2008) Electricidad y Magnetismo. (Reimpresión 2008.) México: Trillas. ● Laboratorio de Electricidad y Magnetismo FI UNAM (Septiembre de 2020) P2A1 Recuperado de https://laboratorioeym.blogspot.com/2020/09/video-practica-2-actividad-1.html ● Laboratorio de Electricidad y Magnetismo FI UNAM (Septiembre de 2020) P2A2 Recuperado de https://laboratorioeym.blogspot.com/2020/09/video-practica-2-actividad-2.html ● Laboratorio de Electricidad y Magnetismo FI UNAM (Septiembre de 2020) P2A3 Recuperado de https://laboratorioeym.blogspot.com/2020/09/video-practica-2-actividad-3.html ● Laboratorio de Electricidad y Magnetismo FI UNAM (Septiembre de 2020) P1A4 Recuperado de https://laboratorioeym.blogspot.com/2020/09/video-practica-2-actividad-4.html...