Informe de laboratorios de electricidad y magnetismo
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INTRODUCCIÓN A LAS MEDICIONES ELÉCTRICAS Daniel Díaz Pernett
e-mail: danieldiaz@uniatlantico.edu.co
Steven Jiménez omero e-mail: steven!imenez@uniatlantico.edu.co
"ad#iel oberto $adillo %orres %orres e-mail: zad#ielbadillo@uniatlantico.edu.co constante 6la f.e.m.78 esto es) no de'ende de la corriente +ue est, circulando. *n la realidad) la fuente 'osee una resi resist sten enci cia a inte intern rna a i 6com 6como o todo todoss los los e+ui e+ui'o 'oss o a'ar a'arat atos os de func funcio ione ness eléc eléctr tric icas as77 +ue +ue 9ace 9ace +ue +ue la diferencia de 'otencial entre los e2tremos de'enda de la corriente +ue circula) siendo esta diferencia de 'otencial menor +ue la f.e.m.
RESUM RESUMEN EN::
Se estudi estudió ó los diferent diferentes es tipos tipos de voltajes que existen, además de familiarizarnos con los inst instru rume ment ntos os de medi medici ción ón de corr corrie ient nte, e, volt voltaj aje e y resistenc resistencia. ia. Se utilizó utilizó un multímet multímetro, ro, una protoboard protoboard,, varias resistencias y una fuente de voltaje DC. edimos el valor teórico y el experimental de las resistencias y el valor del voltaje suministrado por la fuente.
PALABRAS PALABRAS CLAVE CLAVE: Corriente !l"ctrica, Diferencia de #otencial, Circuitos !l"ctricos.
ABSTR ABSTRAC ACT T:
Different Different types of volta$es volta$es t%at besides familiar &it% instruments measurin$ current, volta$ volta$e e and resist resistanc ance e are studie studied. d. ' multim multimete eter, r, breadboard, breadboard, several resistors resistors and DC volta$e volta$e source source &as used. (e measur measured ed t%e t%eore t%eoretic tical al and t%e experimental value of t%e resistors and t%e value of t%e volta$e supplied by t%e source.
KEYWORDS:
as fuentes de 'oder) 'oder) donde se transforma transforma la corriente corriente alterna 6variable con el tiem'o) 437 +ue es suministrada 'or com'a;ías eléctricas eléctricas en corriente corriente continua 6D37) tien tienen en a su sali salida da 6ent 6entre re sus sus born bornes es77 una una tens tensi( i(n n constante dentro de un am'lio rango de corriente. a fuente suministra una tensi(n constante <= 9asta un m,2imo de corriente I= característico de la fuente. *n las fuen fuente tess se util utiliz iza a una una conv conven enci ci(n (n de colo colore ress 'ara 'ara identificar la 'olaridad de los terminales o bornes: el ro!o 'ara el 'ositivo y el negro 'ara el negativo.
!lectrical #o&er, #otential Difference,
#o&er Circuits.
1 INTRODUCCIÓN &os vamos a ocu'ar ocu'ar de las mediciones mediciones destinadas destinadas a la determinac determinaci(n i(n de magnitudes magnitudes eléctricas) eléctricas) como ser: intens intensida idad d de corrie corriente nte)) 'otenc 'otencia) ia) resist resistenc encia. ia. *stas *stas magnitudes magnitudes 'ueden medirse con instrument instrumentos os +ue dan directamen directamente te el valor corres'ondie corres'ondiente) nte) mediante mediante una lectura clara y constante) mediante instrumentos +ue reciben el nombre de la magnitud a medir) como ser) am'erímetro) voltímetro) vatímetro) etc. Dentro de los instrumentos nos encontramos con los anal(g anal(gico icos) s) los cuales cuales son de medici medici(n (n direct directa) a) bas,ndose bas,ndose la lectura lectura en la 'osici(n de una agu!a sobre una escala adecuada y los digitales) en los cuales el instrumento 'or si lee el valor de la medici(n y la misma a'arece en un dis'lay. /01
Res&sten'&$s as resistencias son elementos +ue se o'onen al 'aso de la corriente 6limitan el flu!o de carga7. Se utilizan 'ara dividir una corriente o volta!e) de'endiendo del caso. os cables cables)) fuente fuentess y e+ui'o e+ui'oss de medici medici(n (n 'oseen 'oseen una resistencia in9erente a ellos. *2isten elementos +ue s(lo son resistivos y se les llama resistencias8 y su símbolo es Su unidad unidad es el o9m 6>7. a resistencia resistencia de un material de'ende directamente de dic9o coeficiente) adem,s adem,s es direct directame amente nte 'ro'or 'ro'orcio cional nal a su longit longitud ud 6aum 6aumen enta ta conf confor orme me es mayo mayorr su long longit itud ud77 y es inversa inversamen mente te 'ro'or 'ro'orcio cional nal a su secci( secci(n n transv transvers ersal al 6dismi 6disminuy nuye e confor conforme me aument aumenta a su grosor grosor o secci( secci(n n transv transvers ersal7 al7 Se caract caracteri erizan zan 'or su valor valor nomina nominal)l) tolerancia? y 'otencia disi'ada en forma de calor. *n las resistencias de carb(n) el valor nominal y la tolerancia vienen dados 'or un c(digo de colores +ue indica cu,l es el valor de fabricaci(n. *n otros ti'os de resistencias 6de m,s 'recisi(n7) el valor nominal) la tolerancia y la 'otencia se indican directamente sobre el material +ue aísla la resistencia.
2 FUNDAMENTO TEORICO Fuentes e !"#t$%e *2isten dos ti'os de fuentes de volta!e) la D3 y 43. 5na fuente de volta!e D3 ideal es a+uélla +ue mantiene entre sus termin terminale aless 6borne 6bornes7 s7 una difere diferenci ncia a de 'otenc 'otencial ial
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*2isten diferentes métodos e instrumentos +ue se utilizan 'ara medir la corriente y el volta!e. as medidas de tensi(n se realizan 'or medio de diferentes e+ui'os como: los voltímetros electromec,nicos y digitales) oscilosco'ios y 'otenci(metros. Para medir la intensidad de corriente eléctrica) los instrumentos em'leados son los am'erímetros.
*s un material formado 'or carb(n y otros elementos resistivos 'ara disminuir la corriente +ue 'asa. Se o'one al 'aso de la corriente. a corriente m,2ima y diferencia de 'otencial m,2ima en un resistor viene condicionada 'or la m,2ima 'otencia +ue 'ueda disi'ar su cuer'o. *sta 'otencia se 'uede identificar visualmente a 'artir del di,metro sin +ue sea necesaria otra indicaci(n. os valores m,s comunes son =)A B) =)A B y 0 B.
Cay dos ti'os de multímetros: ultímetro analó$ico) os multímetros anal(gicos son f,ciles de identificar 'or+ue 'oseen una agu!a) +ue al moverse sobre una escala) indica del valor de la magnitud medida. *stos tienen dos tornillos de a!ustes) uno +ue 'ermite a!ustar la agu!a a cero 6'osici(n de descanso7 y el otro 'ara a!ustar el cero en la lectura de o9m. ultímetro di$ital) os multímetros digitales se identifican) 'rinci'almente) 'or un 'anel numérico 6dígitos7 'ara leer los valores medidos. 4mbos tienen una llave rotativa 'ara seleccionar las magnitudes y los rangos. as magnitudes +ue se encuentran en un multímetro b,sico son las siguientes:
7 %ensi(n en corriente alterna 6volts7 %ensi(n en corriente continua 6volts7 3orriente alterna 6miliam'erio7 3orriente continua 6miliam'erio7 esistencia 6o9m7
*2isten resistores de valor manualmente a!ustable) llamados 'otenci(metros) re(statos o sim'lemente resistencias variables. %ambién se 'roducen dis'ositivos cuya resistencia varía en funci(n de 'ar,metros e2ternos) como los termistores) +ue son resistores +ue varían con la tem'eratura8 los varistores +ue de'enden de la tensi(n a la cual son sometidos) o las fotorresistencias +ue lo 9acen de acuerdo a la luz recibida. *s un material formado 'or carb(n y otros elementos resistivos 'ara disminuir la corriente +ue 'asa. Se o'one al 'aso de la corriente. a corriente m,2ima y diferencia de 'otencial m,2ima en un resistor viene condicionada 'or la m,2ima 'otencia +ue 'ueda disi'ar su cuer'o. *sta 'otencia se 'uede identificar visualmente a 'artir del di,metro sin +ue sea necesaria otra indicaci(n. os valores m,s comunes son =)A B) =)A B y 0 B.
*2isten resistores de valor manualmente a!ustable) llamados 'otenci(metros) re(statos o sim'lemente resistencias variables. %ambién se 'roducen dis'ositivos cuya resistencia varía en funci(n de 'ar,metros e2ternos) como los termistores) +ue son resistores +ue varían con la tem'eratura8 los varistores +ue de'enden de la tensi(n a la cual son sometidos) o las fotorresistencias +ue lo 9acen de acuerdo a la luz recibida.
a desventa!a es +ue el multímetro digital 9ace un muestreo cada intervalo de tiem'o. a desventa!a del multímetro anal(gicos +ue es de menor 'recisi(n) la cual tiene una gran fragilidad 'ara
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. conservarla. $asta con un 'e+ue;o gol'e) 'ara 'erderla. 6o malo es +ue siem're acaba recibiendo uno7.
. DESCRIPCION E0PERIMENTAL
DEL
3om'arando los valores obtenidos e2'erimentales y te(ricos en la H*DI3I& D* *SIS%*&3I4S) Ecu,l considera usted) de los valores medidos) el m,s 'reciso y e2actoG EPor +uéG E3u,l de dic9os valores se a'ro2ima al valor realG) de lo e2'resado EFué multímetro es m,s a'ro'iado utilizarG
MONTA/E
Para la realización de la práctica de laboratorio se utilizaron los siguientes equipos de laboratorio: • • • • • •
os valores te(ricos ofrecen un valor m,s e2acto en com'araci(n ya +ue no se encuentra su!eto a errores de fabricaci(n a los +ue se encuentran los voltímetros) adem,s +ue se traba!an con condiciones ideales d,ndonos un valor m,s e2acto al es'erado. 3omo se mencion( anteriormente el anal(gico suele ser sub!etivo) adem,s +ue mientras +ue el digital lo marca en nmeros en su dis'lay) suelen tener algunos 'ar,metros clave bastante diferentes: 5n multímetro digital suele tener una resistencia-im'edancia 6resistencia en alterna7 de entrada de entre K y 0= mega o9mios 6H>7) mientras +ue un anal(gico tendr, una resistencia de entre = y A= #ilo o9mios 'or voltio) la cual viene dada 'or lo fino +ue sea el cobre de la bobina +ue mueve la agu!a del indicador 'rinci'al. Por otro lado los valores
Fuente de voltaje Resistencias Cables Protoboard Multímetro análogo Multímetro digital
Primero se procedió a familiarizamos con la fuente de voltaje procedimos a comparar el valor que la fuente decía subministrar con el valor medido por nuestro multímetro digital ! despu"s con el análogo# $uego procedimos a calcular el valor teórico de las resistencias# $uego de esto mediante el uso del Multímetro digital obtuvimos el valor real de dic%as resistencias ! calculamos la diferencia#
EPor +ué se dice +ue el am'erímetro se conecta en serieG *l 4m'erímetro se conecta en serie debido a +ue la intensidad de corriente es la cantidad de electrones +ue fluyen 'or el conductor) entonces 'odemos decir +ue la corriente se 'ide en serie 'ara +ue el am'erímetro sea una e2tensi(n del conductor y se'amos cuantos electrones 'asan 'or él.
ANILISIS DE RESULTADOS
EPor +ué se dice +ue el voltímetro se conecta en 'araleloG a tensi(n eléctrica 6mal llamada volta!e7 se define como la diferencia de 'otencial eléctrico +ue 9ay entre dos 'untos de un circuito. Por eso es +ue el voltímetro se conecta en 'aralelo) 'or+ue tiene +ue ser entre estos dos 'untos. 5na definici(n un 'oco diferente es +ue el voltímetro mide la fuerza con la +ue corre la corriente. 4 diferencia del am'erímetro) +ue se conecta en serie 'ara +ue la corriente circule a través de él y así 'ueda ser medida
CONCLUSIONES EFué 'uede decir con res'ecto a las medidas de tensi(nG a diferencias entre ambas medidas) nos da una idea de cuan ideales 'ueden llegar a ser las medidas entre ambos e+ui'os y +ue tan acertada son sus mediciones. E3on +ué multímetro la medida es m,s 'recisa y e2actaG *l multímetro digital ofrece medidas cuantitativas m,s e2actas en com'araci(n con los an,logos ya +ue ofrecen medidas m,s e2actas ya +ue no dan es'acios entre sub!etividades) en com'araci(n las medidas de los multímetros anal(gicos e2cede bastante al de los digitales. a 'rinci'al desventa!a es la variaci(n entre medidas) adem,s de +ue la agu!a del voltímetro anal(gico suele dar, variaci(n entre medidas +ue suelen ser inter'retadas de manera aleatoria 'ero cercana al resultado real.
3 REFERENCIAS /01 David Calliday) obert esnic# L Mennet9 Mrane. 60NNN7. *isica +ol. . ed. He2ico: - 3uarta 3HP4O4 *DI%I4 3&%I&*&%4) S. 4 D* 3. <. &'( )iana Casta*eda# +',-./# 0ipos de Multimetro# Recuperado el 1 de marzo de ',-1 de %ttp:22mante%ard3#blogspot#com2',-.2,42tipos5de5 multimetros#%tml
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