Universidad Univer sidad Tecnologica ecnologic a de Panamá
Facultad de Ing. Eléctrica
Laboratorio de Fisica II
Laboratorio : Circuitos eléctricos y sus Elementos Laboratorio :Mediciones de voltae ! corriente y resistencia eléctrica
Estudiante: Edgardo Conte "#""$#%$&'
Pro(esor : )ubén *anis
+ru,o : IEE#%&%
-betivos • •
)econocer los elementos y smbolos de un circuito eléctrico. Inter,retar el diagrama es/uemático de un circuito eléctrico.
0nálisis y recomendaciones recomendaciones 0nalisis Mi análisis ,ersonal des,ués de 1aber 1ec1o este laboratorio Primero /ue todo ! es más (ácil usa un diagrama es/uemático con smbolos ! en ve2 de usar un diagrama ,ict3rico ! ya /ue se ,uede inter,retar con mayor (acilidad el cir circuit cuito o y con con eso eso dar dar 1inc 1inca, a,ié ié /ue /ue es muc1 muc1o o más más ente entend ndib ible le el cir circuit cuito o ,resentado . )ecomendaciones Mi recomendac recomendaci3n: i3n: 4eberan usar 5guras donde se encuentren encuentren dis,ositivos dis,ositivos /ue estén estén en la lista lista /ue /ue 1an ,edi ,edido do ! ,or lo lo menos menos no saba saba /ue /ue es un induc inductor tor austable de bobina bobina de sintoni2aci3n sintoni2aci3n ! tuve /ue investigar con con un ,ro(esor ya /ue no encontraba in(ormaci3n clara y consista de lo /ue signi5ca y serva ! inclusive el ,ro(esor me dio /ue ese circuito no ,uede ser ,resentado (sicamente ya /ue esta errado en muc1os ,untos . -tra recomendaci3n es /ue actualicen la lista de smbolos! ya /ue muc1os de esos dis,ositivos ya son obsoletos y son muy di(ciles de ver en un circuito moderno.
Conclusi3n
Me ,areci3 de gran ayuda este laboratorio desde muc1as ,ers,ectivas ! ense6arnos como inter,retar un circuito ,ict3rico y convertirlo a un diagrama es/uemático usando smbolos /ue son normas 078I ! n os 1ace anali2ar y ,ensar mas allá y nos 1ace investigar a9n más allá de lo ,resentado en libro y clase ! incita la investigaci3n es un buen ,unto a (avor acernos investigar los smbolos más comunes en circuitos /ue ,osiblemente nos encontraremos en clases su,eriores! es una gran ayuda 1acia nosotros los estudiantes! son %; ,untos a (avor de esa medida. 4eberan ,oner más smbolos actuales. En ve2 de '; unos <; ,ara /ue los estudiantes desde tem,rana edad obtengan conocimiento /ue será de vital utilidad en materias su,eriores y su vida laboral .
)e(erencia bibliográ5ca
0nálisis de circuitos eléctricos de ingeniera =illiam .ayt!>r 8teven M. 4urbin 0nálisis básico de circuitos eléctricos y electr3nicos.
Editorial Pearson
-betivos: •
Identi5car los elementos y (unciones del multmetro digital.
•
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Util Utili2 i2ar ar el mult multm met etro ro digi digita tall ,ara ,ara medi medici cion ones es de corr corrie ient ntes es!! volt volta aes es y resistencias. Establecer Establecer las relacione relaciones s de ,ro,orc ,ro,orcional ionalidad idad entre entre resistenc resistencia! ia! voltae voltae y corriente.
0nalisis indagatorio
?@ue ?@ue vent venta aas as ,ued ,uede e tene tenerr util utili2 i2ar ar un mult multm met etro ro digi digita tall en un luga lugarr de uno uno análogoA Utili2ar uno digital nos da la ventaa /ue no debemos estar viendo las escalas /ue tiene un análogo ,ara ,oder saber su medici3n lo cual es tedioso y aburrido ! además es más ,e/ue6o y menos ,esado . ?@ue ,recauciones se deben tener en cuenta ,ara medir corriente eléctrica ? 8e deben tener en cuenta muc1as ,recauciones • • •
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7o conectar a la red a,aratos /ue estén moados. 7o manear a,aratos eléctricos con las manos moadas ni estando descal2o. 0ntes 0ntes de cual/u cual/uier ier mani,u mani,ulac laci3n i3n de la instala instalaci3 ci3n n eléctr eléctrica ica!! descon desconect ectar ar ,reviamente el interru,tor general. Mantener en buen estado los enc1u(es y las clavias de coneBi3n a la red de los a,aratos eléctricos. 7o abrir abrir los electr electrodo odomés méstic ticos os sin 1aberl 1aberlos os descon desconect ectado ado de la red. red. En ,articular! amás debe abrirse un televisor ni el monitor del ordenador eBiste un serio ,eligro de electrocuci3n incluso desconectado de la redD
?Cual es la (unci3n ,rinci,al de un (usible en un circuito eléctricoA Un (usible (unciona como un ,rotector de un circuito al crear una condici3n de un circuito abierto cuando se ,resenta un eBceso de corriente eléctrica. El (usible reali2a esta (unci3n al interrum,ir la corriente eléctrica mediante la (undici3n de uno de sus com,onentes es,ec5cos. Estos com,onentes se (unden ,or el calor generado como resultado de un eBceso de corriente. Esto 1ace /ue el eBceso de voltae no 1aga contacto con el circuito y /ue no cause un da6o mayor al sistema.
4escri,ci3n eB,erimental eri5/ue la continuidad de los alambres usando el emisor de sonido del multmetro de (orma individual Colo/ue el selector en la de o1mios de mayor rango. 8eleccione las resistencias 5as de cerámica ,ara veri5car sus valores te3ricos y eB,erimentales Colo/ue una resistencia entre los terminales y mida el valor Para la lectura de una resistencia! ,or eem,lo! en el rango & G ! si en la ,antalla a,arece %.H signi(ica signi(ica /ue su valor correcto es de %.HG atendiendo al m9lti,lo m9lti,lo como (actor de lectura . Com,lete la tabla 7.& ,ara com,rar valor nominal y medido .
Tabla Tabla .7.% .7.&
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&. Conecte )% y )& en serie un solo contacto entre los resistores D y com,lete la tabla n.' en el valor calculado utilice los valores medidos de cada resistenciaD. resistenciaD. )% K )&
Medido ".;" G
Calculado ".;; G
Utili2ando el valor medido y calculado! determine el ,orcentae de error y usti5/ue las ,osibles causas El ,orcentae de error es ".;; ".;"D ".;"DD B %;; N%O Este ,orcentae se debe a /ue el (abricante amás ,uede obtener valor eBacto te3rico /ue debe obtener una resistencia! y como usamos & resistencias el ,orcentae de error incrementa a9n mas '. Conecte ) % y )& en ,aralelo y com,lete com,lete la tabla 7.H en el valor calculado calculado utilice valores medidos de cada resistencia D Medido
Calculado
)t
%.HJ G
%.H; G
H. Utili2ando el valor medio y calculado ! determine el ,orcentae de error y usti5/ue las ,osibles causas causas %.HJ#%.H;%.H;D%;; %.HJ#%.H;%.H;D%;; N HO Las ,osibles causas son /ue amás el valor real va ser igual al valor te3rico! es muy di(cil /ue sucedaQ además sumando /ue usamos & resistencias /ue tienen di(erentes ,orcentaes error error nos dio un HO del valor calculado te3rico.
Parte R. %. Conecte Conecte los terminale terminales: s: el cable cable negro en el ori5cio ori5cio C-M! y el roo roo terminal terminal ,ositivo en el ori(icio &. Ponga Ponga el selector selector rotativo rotativo en la escala escala más alta alta de voltae voltae de corriente corriente directa. '. Conecte Conecte una batera batera de J entre entre los terminales terminales!! colocando colocando la ,unta ,unta del terminal roo en el ánodo de la batera y la ,un ta del terminal negro en el cátodo. 0note su lectura. ;;J H. Cambie Cambie el selector selector a la escala inmedi inmediatame atamente nte in(erior in(erior y anote su lectura. lectura. J.& <. * si a1ora cambia cambia a la siguien siguiente te escala escala in(erior! in(erior! ?cuál ?cuál es su lecturaA lecturaA J.H< J. ?@ue observaA observaA ?Cuál es es el meor meor rango rango ,ara la la lecturaA lecturaA &; . ?@ué sucede sucede cuando cuando cambia cambia el selector selector a la escala escala más más ,e/ue6aA ,e/ue6aA 8e vuelve ; ". Intercamb Intercambie ie las ,untas ,untas en los contact contactos os de la batera batera y anote anote /ue sucede. sucede. #J.H< $. Con la ayuda ayuda del ,ro(esor! ,ro(esor! encienda encienda la (uente (uente regulada regulada voltae voltae y auste auste a %; %;.Mida el voltae de la (uente con el voltmetro y auste a %; si es necesario. %%. 0rme el circuito 7.%
%&.0uste la (uente ! recti5/ue con el voltimetro y com,lete la tabla 7.< oltae de la (uente <.< %&.< %<." &;
Escala &; &; &; &;;
oltae ) % <.'; %&.H' %<. %$.$<
%'.Con la ayuda del ,ro(esor ! conecte el circuito 7.& ! con la (uente austada a <.;
%H.0note la lectura de los voltaes en cada resistor : % N;.H% Q & N;.;< Q ' N H.H" %<. Com,ruebe /ue se cum,la la condici3n : t NS i donde t es el voltae de la (uente y i Q son los voltaes de cada resistor ;.H% K;.;< K H.H" N H.$H %J. ?0 /ue se debe la ,e/ue6a di(erencia di(erencia en la condici3n condici3n anteriorA Mencionar algunas causas /ue ,roducen ,roducen /ue el voltae de la (uente ! no sea ,recisamente ,recisamente la suma de todos los voltaes voltaes de la (uente ! no sea ,recisamente ,recisamente la suma de de todos los voltaes de los resistores Puede /ue se ,ierda voltae voltae en el ,rotoboard ,rotoboard . Un error en el cálculo del Multmetro.
Parte C. %. Conecte los terminales : el negro el ori5cio C-M y el roo en el ori5cio 0 &. Ponga el selector rotativo en la mayor escala ,or eem,lo: &; 0 '. 0rme el circuito 7.' Con cual/uier resistor mayor a %.;GD H. 0uste la (uente seg9n la tabla 7.J: midiendo con el voltmetro y com,lete la tabla 7.J usando el circuito 7.' oltae de la (uente <.< %&.< %<." &;.;
Escala
Corriente en m0
oltae )
& & & &
;.
<.H" %<.H" %<.& %$.$
<. 4e acuerdo con los resultados! ?@ue concluyeA J. Con el mismo circuito 7.' : 5e la (uente a %; ! luego adicione una resistencia ) & mayor /ue % GD ! y (orma el circuito 7.H . La lectura en el am,ermetro 0M% es : ;.H$ m0 ". 0dicione otra resistencia! de valor arbitrario ,re(eriblemente mayor /ue %GD al circuito 7.H manteniendo el voltae de la (uente a %; ,ara (ormar el circuito 7.< $. El valor de la corriente seg9n el am,ermetro es :;.H$& m0
%;. EB,li/ue ,or /ué la corriente del circuito 7.< es menor /ue la medida el en circuito Como agarre agarre otra resistencia /ue tena tena con un valor más alto ! esta se va a o,oner a9n más al ,aso de la corriente lo /ue nos da /ue la corriente bae .
0nálisis y )ecomendaciones )ecomendaciones El análisis de circuitos es el ,roceso de calcular intensidades! tensiones o ,otencias. EBisten muc1as técnicas ,ara lograrlo! 8in embargo! se asume /ue los com,onentes de los circuitos son lineales. Un ,rocedimiento muy 9til en el análisis de circuitos es sim,li5car el circuito al reducir su n9mero de com,onentes. Esto se ,uede 1 acer al reem,la2ar los com,onentes actuales con otros com,onentes muc1o más sencillos y /ue ,rodu2can el mismo e(ecto. Una técnica ,articular ,odra reducir directamente el n9mero de com,onentes! ,or eem,lo! al combinar las resistencias en serie. Por otro lado! se ,odra sim,lemente cambiar la (orma en /ue está conectado un com,onente ,ara ,osteriormente reducir el circuito de una manera más (ácil.
+losario oltae : es una magnitud (sica /ue cuanti5ca la di(erencia de ,otencial eléctrico entre dos ,untos. También También se ,uede de5nir como el trabao ,or unidad de carga eercido ,or el cam,o eléctrico sobre una ,artcula cargada ,ara moverla entre dos ,osiciones determinadas Corriente: es el uo de carga eléctrica ,or unidad de tiem,o /ue recorre un material. Continuidad : Circunstancia de suceder o 1acerse algo sin interru,ci3n. Error eB,erimental: Es una desviaci3n del valor medido de una magnitud (sica res,ecto al valor real de dic1a magnitud. En general los errores errores eB,erimentales son ineludibles y de,enden básicamente del ,rocedimiento elegido y la tecnologa dis,onible ,ara reali2ar la medici3n Corriente continua : Corriente de intensidad constante en la /ue el movimiento de las cargas siem,re es en el mismo sentido. Corriente alterna: Corriente eléctrica variable en la /ue las cargas eléctricas cambian el sentido del movimiento de manera ,eri3dica Multmetro digital : es un instrumento eléctrico ,ortátil ,ara medir directamente magnitudes eléctricas activas como corrientes y ,otenciales tensionesD yo ,asivas como resistencias! ca,acidades y otras. C-M: Es el negativo alor medio: El valor medio también se llama la mediaD es sim,lemente el ,romedio de los n9meros )esistencia: )esistencia: 8e le denomina resistencia eléctrica a la igualdad de o,osici3n /ue tienen los electrones al moverse a través de un conductor. conductor. La unidad de resistencia en el 8istema Internacional es el o1mio! /ue se re,resenta con la letra griega omega D! en 1onor al (sico alemán +eorg -1m! /uien descubri3 el ,rinci,io /ue a1ora lleva su nombre. Escala: Es una clasi5caci3n acordada con el 5n de describir la naturale2a de la in(ormaci3n contenida dentro de los n9meros asignados a los obetos y! ,or lo tanto! dentro de una variable
Circuito: Un circuito es una red electr3nica (uentes! interru,tores y semiconductoresD /ue contiene al menos una trayectoria cerrada. alor nominal :En distintos cam,os de la ciencia! el valor nominal indica el valor te3rico o ideal! de cual/uier cosa /ue ,ueda ser cuanti5cable! en o,osici3n al valor real /ue es el /ue se obtiene en una medici3n dada. Protoboard: Protoboard: es un u n tablero con ori5cios conectados eléctricamente entre s! 1abitualmente siguiendo ,atrones de lneas! en el cual se ,ueden insertar com,onentes electr3nicos y cables ,ara el armado y ,rototi,ado de circuitos electr3nicos y sistemas similares. 0lambres: 8e denomina alambre a todo ti,o de 1ilo delgado /ue se obtiene ,or estiramiento de los di(erentes metales de acuerdo con la ,ro,iedad de ductilidad /ue ,oseen los mismos.
Conclusiones
En el Laboratorio! necesitaremos conocimiento y Uso de los instrumentos /ue nos servirán ,ara corregir! recti5car y mantener circuitos eléctricos /ue construiremos más adelante.
En esta ,ráctica a,rendimos diversas caractersticas de ciertos instrumentos /ue son usados com9nmente en di(erentes mediciones! como lo son: el voltae! la resistencia! la (recuencia! etc.
Es im,ortante conocer de /ue (orma vamos a usar los instrumentos como el Multimetro! ,ues si le damos un Uso indebido! ,odemos da6ar dic1o instrumento u obtener cálculos ineBactos /ue a la larga ,uedan da6ar el trabao /ue estemos 1aciendo.
4ebemos además de conocer ciertas (ormulas y Leyes en las /ue tengamos /ue vaciar los 4atos de Medici3n ,ara obtener resultados con5ables y ,or consiguiente! un 3,timo trabao.
)e(erencias bibliográ5cas Fisica Fisica II : +ua de laboratorio laboratorio Editorial tecnologica tecnologica
