Practica 4. Ohmetro., utilizando un simulador en la web PDF

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Summary

Descripcion y analisis de la funcion del Ohmetro, con ayuda de un simulador, determinando Intensidad y resistencia total, resistencia equivalente, asi como conocer algunos conceptos basicos....

Description

1

Índice Índice

1

Introducciòn

2

Marco Teórico

3

Material

4

Procedimiento

4

Tablas y gràficas

6

Anàlisis de Resultado

12

Conclusiones

13

Bibliografìa

14

2

Introducciòn ¿Qué es un Óhmetro? El ohmímetro u óhmetro es un dispositivo que sirve para medir resistencias. Está integrado en un polímetro (o multímetro), siendo éste un aparato polivalente ya que también mide voltajes e intensidades de corriente, entre otras magnitudes. El diseño de un Óhmetro se compone de una pequeña batería para aplicar un voltaje a la resistencia bajo medida, para luego mediante un galvanómetro medir la corriente que circula a través de la resistencia. Además cuenta con un selector de escalas cuyas posiciones, denominadas “multiplicadores” están marcadas con los símbolos X1, X100 y X1000. Cuando al medir una resistencia el selector está en el multiplicador X1000, el valor que se lea en la escala se tiene que multiplicar por 1000 y el mismo razonamiento se aplica a los multiplicadores como el voltímetro y el amperímetro, el selector de escalas se utiliza para mejorar la precisión de la lectura. Debe tenerse bien claro cuál es el sistema cuya resistencia se mide, considerando a tal sistema como el conjunto de elementos que conducirán corriente si se aplicará una diferencia de potencial a los puntos en que se conecta el óhmetro. ¿Para qué sirve un Óhmetro? El óhmetro solo sirve para medir la resistencia de elementos pasivos que estén desenergizados. Si el óhmetro se conecta a una fuente o a un elemento pasivo en el que se tenga algún, el voltaje correrá el peligro de quemarse, o de no ser así, indicará un valor de resistencia falso. La resistencia de un cuerpo entre dos puntos se mide como un óhmetro. Los óhmetros se utilizan mucho para la detección de fallos en circuitos eléctricos. Tipos de Óhmetros Óhmetro Digital Un Óhmetro digital por lo general resulta ser más preciso que su contraparte analógica, la única diferencia destacable es que este posee una pantalla LCD con la cual se pueden ver más datos que los que podría mostrar un instrumento analógico.

Óhmetro analógico Este instrumento posee una aguja con la cual muestran el valor medido en una escala graduada, en este caso la escala está definida para Ohms.

Óhmetro de precisión

3

Un óhmetro de precisión posee cuatro terminales, los cuales se denominan como contactos Kelvin. Dos de las terminales llevan la corriente constante desde el medidor a la resistencia, mientras que los otros dos permiten la medida del voltaje directamente entre terminales de la misma, con esto se resuelve un problema que se generaría debido a la posible caída de tensión del instrumento.

¿Cómo funciona un Óhmetro? Este dispositivo de medición emplea una batería en su interior con la cual se induce un voltaje a través de la resistencia que se desea medir, este proceso se hace para que posteriormente el galvanómetro pueda medir la corriente que circula a través de la resistencia. Después de realizar el proceso anterior el Óhmetro puede calcular rápidamente la resistencia utilizando la ley de ohm, para ser más precisos se utiliza esta fórmula: 𝑅 =

𝑉 𝐼

En donde: R = Resistencia V = Voltaje I = Corriente El Óhmetro posee una batería interna cuyo valor está definido, con esto ya tenemos uno de los valores (V), posteriormente al inducir el voltaje sobre la resistencia a medir el instrumento calcula la corriente (I), al ya tener estos 2 valores el instrumento aplica la fórmula y con esta puede determinar de qué valor es la resistencia que se está midiendo.

Marco Teórico -

-

-

Amperímetro: Este instrumento no es más que un galvanómetro con una resistencia en medio que se utiliza para medir intensidades de corrientes. Esta resistencia con la que cuenta el amperímetro es comúnmente conocida como resistencia shunt y dependiendo de la cantidad de resistencias con la que cuente un amperímetro se puede disponer de varios rangos de medición. (Calderón, C., 2019) Batería: El término batería puede hacer referencia a un aparato que es capaz de generar suficiente energía eléctrica para activar otros objetos como, linternas, celulares y carros. (s.a., 2018, diciembre 06) Corriente: La corriente es la velocidad a la que un flujo de electrones pasa por un punto de un circuito eléctrico completo. Del modo más básico, corriente = flujo. (s.a., 2021, julio 12)Galvanómetro: Es un instrumento empleado para indicar el paso de corrientes eléctricas pequeñas por un circuito, así como para medir con precisión la intensidad de estas corrientes eléctricas. (s.a., s.f., Galvanómetro)

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-

-

-

Polímetro: es un instrumento que hace posible la verificación del perfecto funcionamiento de los circuitos eléctricos. Es el encargado de medir las tensiones alternas, continuas, corrientes, resistencias, y demás. (s.a., 2018, agosto 03) Resistencia: La resistencia es una medida de la oposición al flujo de corriente en un circuito eléctrico. La resistencia se mide en ohmios, que se simbolizan con la letra griega omega (Ω). Se denominaron ``ohmios en honor a Georg Simon Ohm (1784-1854), un físico alemán que estudió la relación entre voltaje, corriente y resistencia. Se le atribuye la formulación de la ley de Ohm. (s.a., 2021, mayo 09) Voltaje: es la capacidad física que tiene un circuito eléctrico, debido a que impulsa a los electrones a lo extenso de un conductor, es decir, el voltio conduce la energía eléctrica con mayor o menor potencia, debido a que el voltaje es el mecanismo eléctrico entre los dos cuerpos, basándose a que si los dos puntos establecen un contacto de flujo de electrones puede suceder una transferencia de energía de ambos puntos, porque los electrones son cargas negativas y son atraídas por protones con carga positiva, pero además los electrones son rechazados entre sí por tener la misma carga. (Pérez, M)

Material ● Multímetro digital ● Tablero de Trabajo ● Juego de resistencias

Procedimiento 1. Análisis del multímetro: Se destaca en esta parte del funcionamiento del multímetro, la o del multímetro, la comprensión de su carcasa, la selección de unidades a medir, y la escala adecuada a seleccionar.

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2. Medición de resistencias: En esta parte se hace el análisis de la resistencia que ofrecen las resistencias, para después poder medirlas con el óhmetro y hacer la comparación entre la resistencia leída y la resistencia medida. Después de hacer esto, se hace un arreglo con las resistencias primero en serie y luego en paralelo; Al igual que antes, se hace el cálculo de la resistencia total y después se compara con la resistencia medida en el óhmetro. Los cálculos matemáticos de las resistencias se realizaron con las fórmulas expuestas más adelante. 3. Medición de resistencia con el tablero de trabajo. Aquí se destaca la medición de la resistencia de otros elementos eléctricos diferentes a las resistencias sencillas, se le hacen mediciones a estos aparatos que un pequeño motor, un diodo emisor de luz de color rojo, una resistencia variable y un resistor. También se hace la medición de la resistencia de los circuitos con estos elementos.

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Tablas y gràficas

Tabla 1. Bandas de Resistencias Banda 1

Banda 2

Banda 3

Banda 4

Rojo

Violeta

Amarillo

Dorado

Cafè

Negro

Cafè

Plata

Naranja

Azul

Negro

Naranja

Violeta

Negro

Dorado

Azul

Verde

Negro

Dorado

Rojo

Amarillo

Negro

Rojo

7

Tabla 2. Datos de las bandas de resistencia. Límite Superior

Intervalo de confianza para la resistencia

256500

283500

256500-283500 Ω

10

90

110

90-110 Ω

36

7,2

28,8

43,2

28.8-43.2 Ω

5,00%

37

1,85

35,15

38,85

35.15-38.85 Ω

1

5,00%

65

3,25

61,75

68,25

61.75-68-25 Ω

1

2,00%

24

0,48

23,52

24,48

23.52-24.48 Ω

Banda 1

Banda 2

Banda 3

Banda 4

Valor

2

7

10000

5,00%

270000

13500

1

0

10

10,00%

100

3

6

1

20,00%

3

7

1

6

5

2

4

Circuito en serie. - Experimento 1.

Circuito en serie Resistencia en paralelo. 10 + 10 + 10 = 30 𝑅𝑃 = 30 Ω Resistencia equivalente 1 30

𝑅 = 0. 033 Ω 𝑒

Resistencia Total 𝑅𝐸 + 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝐹𝑜𝑐𝑜 0. 033 + 10

Tolerancia Límite inferior

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𝑅𝑇 = 10. 03 Ω Potencia Foco Resistencia

10 Ω

Voltaje

3V

Intensidad

0.30 A

𝑃 = 𝑉 *𝐼

𝑃 = 3 * 0. 3 = 0, 9 𝑊

2

𝑃 =

𝑉 𝑅

2

𝑃 =

(3) 10

= 0. 9 𝑊

Resistencia 1,2,3 Resistencia

10 Ω

Voltaje

3V

Intensidad

0.30 A

𝑃 = 𝑉 *𝐼

𝑃 = 3 * 0. 30 = 0. 9 𝑊

-

Experimento 2

Circuito en serie Resistencia en paralelo. 20 + 30 + 40 = 90 𝑅 = 90 Ω 𝑃

Resistencia equivalente

9 1 90

𝑅𝑒 = 0. 01 Ω Resistencia Total 𝑅𝐸 + 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝐹𝑜𝑐𝑜 0. 01 + 10 𝑅𝑇 = 10. 01 Ω Potencia Foco Resistencia

10 Ω

Voltaje

1.20 V

Intensidad

0.12 A

𝑃 = 𝑉 *𝐼

𝑃 = 1. 20 * 0. 12 = 0. 144 𝑊

2

𝑃 =

𝑉 𝑅

2

𝑃 =

(1.2) 10

= 0. 144 𝑊

Resistencia 1 Resistencia

20 Ω

Voltaje

2.40 V

Intensidad

0.12 A

𝑃 = 𝑉 *𝐼

𝑃 = 2. 40 * 0. 12 = 0, 288 𝑊

Resistencia 2 Resistencia

30 Ω

Voltaje

3.60 V

Intensidad

0.12 A

𝑃 = 𝑉 *𝐼

𝑃 = 3. 60 * 0. 12 = 0. 432 𝑊

Resistencia 3 Resistencia

40 Ω

Voltaje

4.80 V

Intensidad

0.12 A

10

𝑃 = 𝑉 *𝐼

𝑃 = 4. 8 * 0. 12 = 0. 576 𝑊

Circuito en paralelo. - Experimento 3

Circuito Mixto Resistencia en paralelo. 1 10 1 𝑅

+

1 10

+

1 10

=

3 10

= 0. 3 Ω

𝑃

Resistencia equivalente 1 0.3

𝑅𝑒 = 3. 33 Ω Resistencia Total 𝑅𝐸 + 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝐹𝑜𝑐𝑜 3. 33 + 10 𝑅𝑇 = 13. 33 Ω Potencia Foco Resistencia

10 Ω

Voltaje

9V

11

Intensidad

0.9 A

𝑃 = 𝑉 *𝐼

𝑃 = 9 * 0. 9 = 8. 1 𝑊

2

𝑃 =

2

𝑉 𝑅

𝑃 =

(9) 10

= 8. 1 𝑊

Resistencia 1,2,3 Resistencia

10 Ω

Voltaje

1V

Intensidad

0.30 A

𝑃 = 𝑉 *𝐼

𝑃 = 1 * 0. 30 = 0. 30 𝑊

-

Experimento 4

Circuito Mixto Resistencia en paralelo. 1 20 1 𝑅

+

1 30

+

1 40

=

13 120

= 0. 1083 Ω

𝑃

Resistencia equivalente 1 0.1083

𝑅𝑒 = 9. 23 Ω Resistencia Total 𝑅𝐸 + 𝑅𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝐹𝑜𝑐𝑜

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9. 23 + 10 𝑅𝑇 = 19. 23 Ω Potencia Foco Resistencia

10 Ω

Voltaje

6.24 V

Intensidad

0.62 A

𝑃 = 𝑉 *𝐼

𝑃 = 6. 24 * 0. 62 = 3. 87 𝑊

2

𝑃 =

𝑉 𝑅

2

𝑃 =

(6.24) 10

= 3. 89 𝑊

Resistencia 1 Resistencia

20 Ω

Voltaje

2.7 V

Intensidad

0.29 A

𝑃 = 𝑉 *𝐼

𝑃 = 2. 7 * 0. 29 = 0. 78 𝑊

Resistencia 2 Resistencia

30 Ω

Voltaje

1.76 V

Intensidad

0.19 A

𝑃 = 𝑉 *𝐼

𝑃 = 1. 76 * 0. 19 = 0. 33 𝑊

Resistencia 3 Resistencia

40 Ω

Voltaje

1.3 V

Intensidad

0.14 A

𝑃 = 𝑉 *𝐼

𝑃 = 1. 3 * 0. 14 = 0. 18 𝑊

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Anàlisis de Resultado Para calcular la resistencia total en un arreglo en serie se utilizó la fórmula de serie. Y para calcular la resistencia total en un arreglo en paralelo se utilizó la fórmula de paralelo:

Las medidas fueron tomadas con un multímetro, todas fueron tomadas en la medición de ohm y con diferentes escalas. No fue necesario hacer una selección de corriente directa o corriente alterna, ya que para medir resistencias no necesitamos que tengan una corriente en ellas. Al principio existía una discrepancia con los valores de las resistencias y los valores del óhmetro, después existirían qué otros elementos que perturban las mediciones, estos fueron retirados y continuó con las mediciones.

Conclusiones Es un dispositivo que sirve para medir resistencias, mediante una pila interna, una diferencia de potencial entre sus terminales cuando no existe en ellos ninguna resistencia y por ello es que la aguja del aparato marca la lectura cuando en los terminales se coloca la resistencia que se desea medir se produce una caída de tensión y la aguja se desplaza hacia el valores inferiores esto es de derecha a izquierda la única precaución al medir resistencias es que no se esté alimentada por ninguna fuente de alimentación para que no se altere el valor de la lectura. También se vio la razón por la cual al medir la resistencia no es necesario una corriente en la resistencia ya que el funcionamiento interno del óhmetro la probé de corriente que ayuda a determinar la resistencia. Esta resistencia se mide gracias al puente de Wheatstone, ya que su funcionamiento permite consiste en al conocer unas resistencias se puede determinar una desconocida, razón por que las resistencias son siempre medidas en paralelo. Se sabe que la resistencia es el trabajo de oposición que ejerce un conductor al paso de la corriente eléctrica.

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Todos los conductores tienen resistencia, algunas resistencias casi imperceptibles por el óhmetro. Por eso siempre hay que comprobar el valor medido con el valor observado con el código de colores en la resistencia. También se sabe que la posición para trabajar correctamente es sumamente importante ya que estar en una posición incorrecta puede llegar a generar accidentes en la industria y a nuestra persona.

Bibliografìa Calderón, C. (2019). Amperímetro. 2021, septiembre 17, de Euston Sitio web: https://www.euston96.com/amperimetro/ Pérez, M. (2021, enero 31). Voltaje. 2021, septiembre 17, de Concepto Definición Sitio web: https://conceptodefinicion.de/voltaje/ s.a. (s.f). Galvanómetro. 2021, septiembre 17, de Instrumentos de Medición Sitio web: https://instrumentosdemedicion.org/electrica/galvanometro/ s.a. (2018, agosto 03). ¿Qué es un multímetro o polímetro y cómo funciona?. 2021, septiembre 17, de Ok diario Sitio web: https://okdiario.com/curiosidades/que-polimetro-2777770 s.a. (2021, mayo 09). ¿Qué es la resistencia?. 2021, septiembre 17, de FLUKE Sitio web: https://www.fluke.com/es-mx/informacion/blog/electrica/que-es-la-resistencia s.a. (2021, julio 12). ¿Qué es la corriente?. 2021, septiembre 17, de FLUKE Sitio web: https://www.fluke.com/es-mx/informacion/blog/electrica/que-es-la-corriente s.a. (2018, diciembre 06). Significado de Batería . 2021, septiembre 17, de Significados Sitio web: https://www.significados.com/bateria/...