UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DEL CONO SUR DE LIMA
(UNTECS) INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES TELECOMUNICACIONES
LABORATORIO DE FÍSICA lI EXPERIMENTO Nº 02
CIRCUITOS ELECTRICOS NOMBRE: ROJAS SEGURA DIEGO ARMANDO PROFESOR: SAN BARTOLOMÉ MONTERO JAIME
1. OBJETIVOS
Investigar la dependencia entre la corriente y la tensión aplicada a diversos dispositivos eléctricos: metales puros, aleaciones, semiconductores, electrolitos, etc.
Verificar experimentalmente las leyes de Kirchhoff..
2.FUNDAMENTO TEORICO Para la mayor parte de los materiales encontramos que: La intensidad de corriente en una porción de alambre es proporcional a la diferencia de potencial que existe entre los extremos de esa porción. Resultado que se conoce como L ey de Ohm .
Siendo R la resistencia del material, que depende de varios factores: longitud, área de su sección transversal, tipo de material, y temperatura, pero para materiales que cumplen la Ley de Ohm, no depende de la intensidad de corriente I . Los materiales que cumplen la ley de Ohm, entre ellos la mayor parte de los metales, se denominan materiales óhmicos. Un circuito eléctrico es un conjunto de dispositivos eléctricos (resistencias, condensadores, inductores, etc.) y fuentes de corriente o voltaje conectados entre sí. Para describir el comportamiento de las corrientes eléctricas en dichos circuitos eléctricos se utiliza las leyes de Kirchhoff que se expresan como:
Ley de Nodos: La suma de todas las intensidades que entran y salen por un nodo (empalme) es siempre cero.
Ley de mallas: En toda malla de un circuito la suma de todas las caídas de tensión y las fuentes (subidas de tensión) es igual a cero.
3.MATERIALES:
Tarjeta de experimentación
Cables de conexión
Fuente de alimentación
Multímetro.
4.PROCEDIMIENTO Ley de ohm 1. Con la fuente apagada instale el circuito mostrado en la figura 1.
Figura 1. 2. Pida al profesor que revise su circuito, luego encienda la fuente y mida la corriente que pasa por resistencia para diferentes valores del voltaje aplicado. Llene la tabla 1
3. En el circuito anterior cambie la resistencia por un foquito de 3 voltios, mida la corriente sobre un foco para diferentes valores del voltaje aplicado. Llene la tabla 2. 4. En el circuito del paso 2 cambie la resistencia por una led y mida la corriente en ella para diferentes valores del voltaje aplicado. Llene la tabla 3.
Leyes de Kirchhoff 5. Con las fuentes apagadas instale el circuito mostrado en la figura 2. a
Figura 2.
6. Pida al profesor que revise su circuito. Encienda las fuentes, luego usando un amperímetro identifique el sentido de las corrientes en cada una de las resistencias del circuito. Mida las corrientes y voltajes en todos los elementos del circuito. Anote sus resultados en la tabla 4. 7. Repita los pasos anteriores 4 y 5 cambiando el valor de la resistencia R 2 a 100Ω. Anote sus resultados en la tabla 5.
REPORTE DE LABORATORIO 1. Con los datos del paso 2 del procedimiento complete la siguiente tabla
Tabla 1. 1
2
3
4
5
6
7
8
9
I(A)
0
3.06
5.30
8.85
11.72
14.5
17.38
20.5
23.58
V(V)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Grafique el voltaje en función de la corriente, real ice un ajuste de curvas,
Determine el valor experimental de la resistencia con su respectivo error porcentual. Explique sus resultados. R = {0,3268; 0,3401; 0,3386; 0,3393; 0,3429; 0,3436; 0,3411; 0,3390}. Es decir los valores obtenidos se sumaran y se dividirán entre la cantidad total de datos.
R prom =
R prom = 0.3389 k Ohm Luego realizaremos las respectivas diferencias procederemos a dividir: E prom =
con cada
E prom = 0,0031
k Ohm
R = 338,9 ± 3,1 Ohm
→ (ERROR PROMEDIO)
uno de los
resultados
y lo
2. Con los datos del paso 3 del procedimiento complete la siguiente tabla.
Tabla 2. 1
2
3
4
5
6
7
8
9
I(A)
0
22.55
32.97
41.25
48.99
57.46
63.54
70.02
75.96
V(V)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Grafique el voltaje en función de la corriente, real ice un ajuste de curvas,
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3
y = 0,072x - 0,041
0.2 Voltaje vs Corriente
0.1 0 1.7
1.9
2.1
2.3
2.5
2.7
2.8
2.9
3
Realice un ajuste de curvas. Explique sus resultados. Para obtener el error porcentual tenemos datos, para eso utilizaremos: R = V/I.
que saber su resistividad de cada uno de los
R = {0.0443; 0,0608; 0.0726; 0.0813; 0.0870; 0.0943; 0.0999; 0.1050; 0.1103}. Es decir los valores obtenidos se sumaran y se dividirán entre la cantidad total de datos y así obtendremos el valor medio. R prom=
R prom = 0.0839
k Ohm
Luego realizaremos las respectivas diferencias procederemos a dividir: E prom =
con cada
uno de los
resultados
y lo
E prom = 0.0171 k Ohm R = 0.0839 k Ohm ± 0.0171
k Ohm
3. Con los datos del paso 4 del procedimiento complete la siguiente tabla.
Tabla 3. 1
2
3
4
5
6
7
8
9
I(A)
0.02
0.15
0.12
0.27
0.33
0.4
0.48
0.55
0.59
V(V)
1.7
1.9
2.1
2.3
2.5
2.7
2.8
2.9
3
Grafique el voltaje en función de la corriente, real ice un ajuste de curvas,
0.7 0.6 0.5 y = 0,072x - 0,041 0.4 0.3 0.2
Voltaje vs Corriente
0.1
Linear (Voltaje vs Corriente)
0 1.7
1.9
2.1
2.3
2.5
2.7
2.8
2.9
3
Realice un ajuste de curvas. Explique sus resultados. Para obtener el error porcentual tenemos los datos, para eso utilizaremos: R = V/I.
que saber su resistividad de cada uno de
R = {85; 17.27; 13.125; 9.58; 7.58; 6; 5.96; 5.37; 5.17}. Es decir los valores obtenidos se sumaran y se dividirán entre la cantidad total de datos. R prom =
R prom = 17.22
k Ohm
luego realizaremos las respectivas diferencias procederemos a dividir: E prom =
con cada
uno de los
resultados
y lo
E prom= 15.91 k Ohm R = 17.22 ± 15.91kOhm
4. Con los datos de los pasos 5 y 6 del procedimiento complete la siguiente tabla.
Tabla 4. Elemento
I(Amperios)
V(Voltios)
Sentido de I
R 1
-4.93
5.23
A.H
R 2
2.17
7.02
H
R 3
3.08
1.011
H
Fuente 1
5.04
11.94
---
Fuente 2
2.88
5.96
---
Usando los sentidos de corriente establecidos en la tabla 4. Escribir la ley de nodos en el nodo a del circuito.
∑ ………i Reemplazar los datos experimentales de las corrientes de la tabla 4 en la ecuación (i) y ver si se verifica la igualdad. 2.11+2.92-5.03=0
Justifique su resultado obtenido. Para justificar nuestro trabajo se evaluó la corriente que pasaba por cada resistencia y observamos que la R1 es la que recibe la unión de la corriente de la resistencia 2 y 3 esto es gracias a la ley de nodos ya que en otros casos la igualdad de la sumatoria de ley de nodos no puede ser igual a 0 por el motivo que
siempre en todo circuito hay una variación mínima de corriente y que también es afectado por otros factores .
Usando los sentidos de corriente establecidos en la tabla 4. Escribir la ley de mallas para las tres mallas del circuito.
..........ii ……….iii Reemplazar los datos experimentales de las corrientes de la tabla 4 en las ecuaciones (ii), (iii) y (iv). Verifique la igualdad.
..........ii ……….iii ..........iv
5. Con los datos de los pasos 7 del procedimiento complete la siguiente tabla
Tabla 5. Elemento
I(Amperios)
V(Voltios)
Sentido de I
R 1
20.02
8.95
A.H
R 2
11.19
2.15
H
R 3
7.15
4.26
H
Fuente 1
8.97
11.96
---
Fuente 2
5
5.94
---
Usando los sentidos de corriente establecidos en la tabla 5. Escribir la ley de nodos en el nodo a del circuito, reemplace sus valores experimentales y justifique sus resultados.
Remplazando:
CUESTIONARIO 1. Realice
una
investigación
bibliográfica
y
explique
los
fundamentos
de
funcionamiento de un amperímetro. El funcionamiento del amperímetro se basa en un principio del electromagnetismo que en su forma más simple nos indica que cualquier corriente eléctrica que atraviesa un hilo conductor produce un campo magnético alrededor del mismo, cuya fuerza depende de la intensidad de la corriente que circula. El amperímetro se instala siempre en serie con el elemento cuya intensidad se desea conocer. Al estar en serie con el circuito eléctrico es necesario, para que su influencia sea mínima, que su caída de tensión interna sea muy pequeña, por lo que su resistencia será también muy pequeña.
CONCLUSIONES En el informe se ha demostrado las leyes de ohm aplicados a la ingeniería electrónica en circuitos integrados, siendo de suma importancia conocer a fondo las ver daderas funciones de los componentes (tales como la resistencia) y con ello permite tener un conocimiento más amplio.
BIBLIOGRAFÍA
Fisica general III – Toribio Córdova Física II – Olga Lucía Romero http://elamperimetro.blogspot.com/2007/11/la-necesidad-de-controlar-yminimizar.html www.educaplus.org/play-64-Circuitos-eléctricos.html www.skoool.es/content/science/electric_circuit/index.html
