MEDIDAS ELECTRICAS Y ELECTRONICAS, informe de laboratorio 4 .
INFORME DE LABORATORIO 4, MEDICIÓN DE OTENCIA EN CORRIENTE DIRECTA
ABSTRACT! ABSTRACT! con esta práctica se adquirió un mejor conocimiento respecto a las mediciones hechas con un voltímetro análogo y un amperímetro análogo, tamb tambié ién n se pudo pudo ver ver los los erro errore res s que que se prod produc ucen en respec respecto to las conexi conexione ones s hechas hechas por el método método del voltia voltiampe mperim rimetr etrico ico,, y como como último último la disipa disipació ción n de potencia por culpa del amperímetro amperímetro y el voltímetro. voltímetro.
' A$TOE(AMEN a) edu edu"c "ca a
una una ecua ecuaci ción ón que que le perm permiita determinar la propagación del error al calcular los los valo valore res s de la pote potenci ncia a disi disipa pada da por por el resistor, para las # variantes empleadas.
Re*+e*ta! ALABRA ALABRAS S CLA"E CLA"E: potencia, potencia, voltiamper voltiamperimetr imetrico, ico,
$ariante a%.
error.
# INTROD$CCIÓN En este informe informe se muestra muestra la solución solución de cada uno de los cuestionaros y de las características que se obtuvieron acerca de la la potencia eléctrica suministrada suministrada por una fuente fuente de corrie corriente nte directa, directa, esta se puede puede determ determina inarr conoci conociend endo o los paráme parámetro tros s del circui circuito to a través de las ecuaciones que relaciona la tensión y la corriente, usando este principio para hallar la potencia que se entrega a un resistor, calculando el error que se comete al hallar el de la potencia.
Fi-ra #. Circuito para la variante a%.
ERROR PARA VARIANTE a)
% OB&ETI"OS
= 2 = ¤ M = ¤ = ¤ ¡ ¢ = ¤ ¤ = = pero: = = ¤ = ¤ =
•
Calcular la potencia entregada por la fuente C a una carga resistiva.
•
•
•
eterminar el error relativo y absoluto cometido al calcular la potencia disipada por el resistor de la carga.
!allar en efecto de carga del amperímetro y del voltímetro sobre la resistencia de carga. Entender los cambios que sufre la resistencia de carga debido a la potencia.
$ariante b%.
1
2
¤
MEDIDAS ELECTRICAS Y ELECTRONICAS, informe de laboratorio 4 .
/) )*ué otros elementos se podrían usar para medir potencias en C+
Re*+e*ta!
vatímetro, amperimétricas.
multímetro,
pin"as
4 MATERIALES Y E0$IOS 4.# E0$IOS DEL LABORATORIO ' $oltímetro análogo C. ' mperímetro análogo C. ' -ultímetro digital. ' fuente C.
Fi-ra %. Circuito para la variante b%.
ERROR PARA VARIANTE b) = ¤ + ¢ = 2 ¤ = ¤ ¡ 2 ¤ 2 ¢ = 2¤¤ = =
4.% MATERIALES
# resistencias eléctricas con valores y con una potencia adecuada para la fuente.
b) edu"ca una ecuación que permita determinar
1 DESCRICIÓN DE LA R2CTICA
el efecto de carga para las variantes a% y b% y compárelas.
e comen"ó con la cone/ión de los circuitos como muestran las figuras ' y #
Re*+e*ta! el efecto de carga está dado por las resistencias internas que tienen los aparatos de medida, que en este caso son el amperímetro y el voltámetro. &ara la variante a% la resistencia total del circuito estará dada por la ecuación '.
R eq ( Req − Ramp ) Req = R carga− R eq + Ramp
E/.#
&ara la variante b% la resistencia total del circuito estará dada por la ecuación #.
Fi-ra #! cone/iones &ara la variante a.
Rvolt ( R carga+ R amp ) Req = R volt + Ramp + Rcarga
E/.%
Entonces para amos casos el error por el efecto de carga estara dado pr la ecuacion (, teniendo encuenta que la real es la canculada con las ecuaciones ' y #, y la reistencia aparente es la que conectamos al circuito.
Eefectode carga= E r
|
Er =
R real − R aperente Rreal
|
Fi-ra #! cone/iones &ara la variante b.
× 100
E/.'
2
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3 CARACTERSTICAS A OBTENER
cálculos
'%
Calcular la potencia disipada por el resistor.
#%
Calcular la potencia entregada por la fuente.
Re*+e*ta del # 5 %!
literal a
relativo
absoluto
relativo
absoluto
0,03705834#
0,0403
0,04('3#('
0,0403
0,'#70('608
0,('43
0,04'057#5
0,(86
0,03705834#
0,#5#
0,04('3#('
0,#5#
0,03746#(08
0,(73
0,04'886#7
0,5673
0,05865(#7
0,55
0,0366657
0,8473
Tabla#! atos obtenidos en el circuito a%. Tabla 4! Comparación de los errores con la variante b.
configuración a% y resistencia de '001 $fuente 2fuente &fuente $carga 2carga &carga '0,'
0,'03
',0403
'0
0,'
'
variante b
'3,'
0,'43
#,56'3
'5,3
0,'3
#,'73
#0,#
0,#'
5,#5#
#0
0,#
5
#3
0,#4
4,3
#5,3
0,#3
4,'#3
#6
0,(#
6,#8
#8,3
0,(
8,33
cálculos literal a relativo absoluto relativo absoluto 0,0405 0,'6( 0,00# 0,08 0,0456 0,55# 0,00# 0,#4( 0,'3(8 ',(# 0,00# 0,'03 0,0408 0,77' 0,00# ','66 0,0(5' 0,3## 0,00# 0,#3' 0,0' 0,'84 0,00# 0,86(
Tabla %! atos obtenidos en el circuito b%.
5% configuración b y resistencia de (',67#71 $fuente 2fuente &fuente $carga 2carga &carga '0,(
0,('
(,'6(
'0
0,(
(
'5,8
0,54
4,808
'5,3
0,3
7,#3
'4,3
0,3#
8,38
'4,3
0,4
6,6
'6,3
0,43
'#,473
'6,#
0,4#
'',6
##,#
0,46
'3,('8
##
0,7#
'3,85
#(,8
0,78
'8,345
#3
0,73
'8,73
(%
Cálculo de la resistencia interna del voltímetro para la variante a%. y la variante b%.
Re*+e*ta!
etermine los en los errores relativo y absoluto y compárelos con los valores cálculos con las ecuaciones deducidas en el literal a). del autoe/amen.
Fi-ra '! amperímetro con el que se reali"aron las
Tabla '! Comparación de los errores con la variante
mediciones.
a.
&ara la variante a%
variante a 3
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Req =
Rvolt ( R carga+ R amp )
R volt + Ramp + Rcarga
Req ( R amp + R carga ) Rvolt = R carga + Ramp− Req
Fi-ra 4! Circuito de las resistencias que hay para la variante a.
Req = Req +
R volt × R carga
atos conocidos:
R volt + Rcarga
Req =31.6362 Ω Rcarga =31.9727 Ω
Como la fuente nos muestra el volta9e y la corriente que le da al circuito entonces podemos decir que:
Req =
( Req
mirando la figura ( se puede mirar las resistencias del amperímetro y de igual manera como para la variante a%, se utili"ó una escala de '.# amp, entonces
V fuente I total
Ramp =0.075 Ω
Ramp ) × ( R volt + Rcarga ) = Rvolt × R carga
−
a resistencia del voltímetro es de
R eq ( Req − Ramp )
Req = R carga− R eq + Ramp
Rvolt =2463.8334 Ω
atos conocidos: 3%
Req =94.1349 Ω
Calcule el efecto de carga para la variante a%.
Re*+e*ta!
utili"ando la ecuación hallaremos el error por efecto de carga.
Rcarga =100 Ω mirando la figura ( se puede mirar las resistencias del amperímetro de pendiendo su escala y como se usó la escala de '.# amp, entonces
|
Er =
Ramp=0.075 Ω
100−94.1349 100
(,
|
× 100
Er =± 5.8651 Ω
entonces la resistencia del voltímetro es de:
Entonces se podria decir que la resisencia del circuitoes de:
Rvolt =1583.4733 Ω $ariante b%
Rtotal=100 ± 5.8651 Ω
4%
Fi-ra 4! Circuito de las resistencias que hay para la variante a.
4
Construya una gráfica con los valores de la lectura del voltímetro y amperímetro y calcule el valor de la resistencia eléctrica haciendo uso de un a9uste por mínimos cuadrados a una recta. Compare con el valor comercial del resistor usado.
MEDIDAS ELECTRICAS Y ELECTRONICAS, informe de laboratorio 4 . peque=o pero en el caso de subestaciones donde los conductores son de gran calibre, de varios >ilómetros de longitud y los volta9es son mayores si se pueden calcular la potencia disipada ya que es considerada.
6 C$ESTIONARIO 2.
$.
&ara la misma resistencia )cómo varía la potencia disipada por está en los dos monta9es+
2dee un método que le permita medir la potencia en un circuito C, haciendo uso de voltímetros y amperímetros.
Re*+e*ta!
Re*+e*ta! &or la escala de medida del amperímetro, la resistencia usada para la variante a% es diferente a la que se utili"ó en la variante b% ya que tuvimos que agregar otra resistencia por lo cual no podemos reali"ar la comparación de los # métodos que se utili"aron.
22.
Enuncie el valor del error cometido por el efecto de carga en la variante a%, y de acuerdo con el resultado, indique qué se debe hacer para minimi"ar este tipo de error. ustente mediante cálculos matemáticos.
7 Con/l*ione*
Re*+e*ta! 222.
el cálculo de la resistencia interna del voltímetro y el amperímetro )qué se puede decir de la clase de los 2nstrumentos+
8 BIBLIO9RAFA
Re*+e*ta! 2$.
&ara la
)&uede calcularse la potencia disipada por los conductores que van desde la ;uente hacia la carga+ i su respuesta es afirmativa, calc
Re*+e*ta! En este caso no se puede ya que los cables son muy cortos y de un calibre muy
5
