informe nº 3 labo 3
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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE
SAN MARCOS(Universidad del Perú, Decana de América)
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS
Profesora: Mirian Esther Mejía Santillán
Alumnos: David Alonso De La Cruz Huallpa 12130124
Turno: Sección 1
Horario: 10:00 – 13:00
Experiencia N°3:
INSTRUMENTACIÓN Y LEY DE OHM
[UNMSM]
I. OBJETIVOS
• Conocer el manejo de instrumentos y materiales de uso corriente en los experimentos de electricidad y magnetismo.
• Conocer el área de operación de los instrumentos y determinar sus lecturas.
• Aprender amontar circuitos sencillos y medición de Tensión y corriente eléctrica.
• Identificación de los valores de resistencia.
• Verificar experimentalmente la Ley de Ohm.
• Obtener los datos de voltaje y corriente eléctrica en elementos resistivos con el fin de iniciar el estudio de circuitos simples.
• Diseñar y montar circuitos eléctricos con resistencias en serie y paralelo.
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II. MATERIALES VISTOS EN CLASE
Tablero de resistencia
Reostato
Caja de resistencia
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Amperímetro
Sistema Unitr@in
PRIMERA PARTE: INSTRUMENTACIÓN4
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I. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Corriente Eléctrica
Los electrones se pueden mover con mayor velocidad mientras mayor sea
la intensidad de la tensión y menor sea la resistencia que la red de átomos
oponga a su paso. La intensidad de corriente se define como la carga que
fluye por unidad de tiempo a través de una sección transversal del
conductor, esto es:
I=Qt
La unidad con la que se designa la intensidad de la corriente es el amperio
(que se abrevia A).
II. PROCEDIMIENTO
EXPERIENCIA 1A
Circuito sencillo de corriente
En el siguiente experimento se debe mostrar, en primer lugar, que una
corriente puede circular cuando el circuito de corriente se encuentra
cerrado. Para ello se empleará el circuito que se encuentra en la parte
superior de la tarjeta de Circuito de resistencias SO4203-6A, cuya
fuente de tensión continua de 15V se activa automáticamente una vez
que la tarjeta se ha insertado en el experimentador. Una lámpara
incandescente servirá como carga de este circuito. El circuito de
corriente se puede abrir o cerrar por medio de la inserción de diferentes
conectores.
Medición de Tensión
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La tensión eléctrica se mide con el voltímetro. La siguiente
representación muestra el símbolo gráfico de un voltímetro.
EXPERIENCIA 1B
Medición directa de la corriente eléctrica
La corriente eléctrica se mide con un amperímetro.
Medición indirecta de corriente
Si no se tiene a disposición un amperímetro, sino únicamente un
voltímetro, se puede determinar también de manera indirecta la
intensidad de la corriente por medio de una medición de tensión. Para
ello se aprovecha la relación que existe entre la corriente y la tensión en
una carga – esto es, la Ley de Ohm. La intensidad de corriente que nos
interesa se obtiene entonces a partir de la ecuación:
I=VR
Siendo: R (resistencia)
V (tensión eléctrica)
EXPERIENCIA 1C
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Ejecución del experimento con la resistencia de medición y el
instrumento virtual
Monte el circuito experimental representado a continuación como
muestra nuestra guía.
Resistencia eléctrica
Si una corriente eléctrica circula a través de un conductor, los
portadores de cargas libres (electrones libres) se mueven entre los
átomos de la red. En este caso siempre se producen colisiones entre los
átomos, por lo cual, los electrones libres se ven rechazados y, de esta
manera, se frena su movimiento. El conductor opone una resistencia a
la corriente eléctrica que debe ser vencida por la tensión.
R= ρ ∙ lA
La constante de material ρ indica la resistencia específica del material
conductor en la unidad Ω ∙ mm2/m, l es la longitud del conductor, en m, y
A la sección transversal del conductor en mm2.
Diseños de las resistencias
Las imágenes siguientes muestran los símbolos gráficos de diferentes
tipos de resistencias.
Codificación por colores de las resistencias
7 Resistencia Común
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El siguiente ilustra la codificación.
La banda 1 indica la primera cifra.
La banda 2 indica la segunda cifra.
La banda 3 indica el factor.
La banda 4 indica la tolerancia.
La codificación de colores para las cifras, factores y tolerancia está
indicada en la siguiente tabla:
Color 1ra cifra 2da cifra Factor ToleranciaPlata --- --- 10−2 ± 10 %
Dorado --- --- 10−1 ± 5 %
Negro --- 0 1 ---Marrón 1 1 10 ± 1 %
Rojo 2 2 102 ± 2 %
Naranja 3 3 103 ---Amarillo 4 4 104 ---
Verde 5 5 105 ± 0.5 %
Azul 6 6 106 ± 0.25 %
Violeta 7 7 107 ± 0.1 %
Gris 8 8 108 ---Blanco 9 9 109 ± 20 %
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Llenar la Tabla 1 con los valores de las resistencias del tablero de
resistencia con sus respectivas tolerancias.
Tabla 11° Banda 2° Banda 3° Banda 4° Banda Valor de R
1 (C) Naranja Blanco Negro Dorado 39 ±5 %
2 (B) Naranja Naranja Negro Dorado 33 ± 5 %
3 (D) Amarillo Violeta Negro Dorado 47 ±5 %
4 (E) Gris Rojo Negro Dorado 82 ±5 %
5 (F) Marrón Rojo Marrón Dorado 120 ± 5 %
6 (A) No se realizó debido a que estaba quemado
SEGUNDA PARTE: LEY DE OHM
I. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Si se quiere resumir por medio del cálculo los procesos electrónicos que
ocurren en un circuito sencillo de corriente, o en circuitos más complejos,
es necesario conocer, por una parte, la dependencia que existe entre la
intensidad de corriente I y la resistencia R. Esta dependencia está descrita
por la Ley de Ohm, que debe su nombre al famoso físico alemán. Para ello
se observará, en primer lugar, el circuito sencillo de corriente representado
anteriormente Ley de Ohm:
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La intensidad de corriente I aumenta si aumenta la tensión V y disminuye si
aumenta la resistencia R . Aquí, la intensidad de corriente varía
proporcionalmente a la tensión y de manera inversamente proporcional a la
resistencia.
La Ley de Ohm se puede entonces expresar por medio de la siguiente
fórmula:
I=VR
o V=I ∙ R y R=VI
Nota: Las resistencias para las que es válida la ley de Ohm (esto es, la
proporcionalidad entre la corriente y la tensión) se denomina resistencias
óhmicas. Los conductores metálicos son, por lo general, resistencias
óhmicas, mientras que, por ejemplo, las resistencias de fluidos conductores
no cumplen con la Ley de Ohm.
II. PROCEDIMIENTO
Los siguientes componentes son necesarios, para la ejecución de los
experimentos expuestos dentro del marco de este curso: La tarjeta
insertable “Circuitos de resistencias”.
La tarjeta insertable UniTrain-I de Circuitos de resistencias SA4203-6A
permite el análisis de circuitos de corrientes sencillos. Para ello, la tarjeta
se ha dividido en seis sectores.
1. Circuito sencillo de corriente con tensión continua y lámpara
incandescente con carga resistiva.
2. Circuito en serie compuesto por un máximo de tres resistencias.
3. Circuito en paralelo compuesto por un máximo de tres resistencias.
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4. Un máximo de seis resistencias conectadas en grupo.
5. Condensadores con resistencia de carga.
6. Bobina de resistencia a carga.
COMPROBACIÓN ANALÓGICA DE LA LEY DE OHM
Variación de voltaje y corriente manteniendo la resistencia constante
Tabla 1Voltaje (V ) 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.5
Intensidad (A) 0.025 0.027 0.032 0.036 0.044 0.049 0.062
Variación de corriente y resistencia manteniendo el voltaje constante
Tabla 2Resistencia (Ω) 45 50 60 70 80 90 100Intensidad (A) 0.044 0.041 0.034 0.029 0.026 0.023 0.021
Variación de diferencial de potencial y resistencia manteniendo la
corriente constante
Tabla 3Resistencia (Ω) 10 12 14 16 18 20 22
Voltaje (A) 1 1.3 1.48 1.67 1.85 2.15 2.22
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III. CUESTIONARIO
1. ¿Cuántas escalas poseen los instrumentos? (describa cada uno
de ellos), indique su mínima y máxima lectura en cada
escala.
• Amperímetro: es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que está circulando por un circuito eléctrico y tiene 3 escalas, su lectura es de 0.001 – 0.15 A, 0.02 – 1 A y 0.1 – 15 A.
• Voltímetro: es un instrumento que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico, y tiene 3 escalas, su lectura es de 0.1 – 3 V, 0.5 – 15 V y 0.2 – 10 V.
• Caja de Resistencia : es una resistencia que nos permite variar el valor que nosotros queremos desde 1 hasta 999.
2. Investigue de que otra manera se determina el valor de una
resistencia. (sin código de colores).
Otra manera de hallar el valor de una resistencia sería por
medio de un multímetro o con la Ley de Ohm, sabiendo la
tensión y la corriente, usando la siguiente ecuación:
R=VI
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3. Grafique en un papel milimetrado e interprete V vs I, usando
los valores de la Tabla 1, determine el valor de la pendiente
de la misma.
Usando la ecuación de la pendiente:
m=p∑ Ii V i−∑ I i∑ V i
p∑ V i2−(∑V i)
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Con ayuda de Excel podemos aplicar la fórmula anterior y tendríamos:
m=30.2472826
4. Grafique e interprete V vs I, I vs R y V vs R, en papel
milimetrado, y compare los valores encontrados a partir del
análisis del gráfico con los valores de R, I y V de las Tablas
1, 2 y 3.
La grafica de R versus I tiene pendiente negativa debido a
que son inversamente proporcionales y la gráfica de V versus
I, es una recta, tiene pendiente positiva debido a que son
directamente proporcionales.
5. Considere una lámpara que tiene aproximadamente 50.5 Ω y
por la cual pasa una corriente de 25 mA ¿Cuál es el voltaje
aplicado? ¿Se cumple la Ley de Ohm?
Usando la Ley de Ohm:
V=I ∙ R
V=25× 10−3 ×50.5
V=1.2625 V
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El voltaje aplicado debería ser 1.2625 voltios pero no
siempre sucede esto ya que la tensión decae por el consumo
de corriente.
6. Con respecto a la Ley de Ohm podemos decir:
a. Se cumple en materiales conductores y semiconductores.
Si la Ley de Ohm cumple para materiales conductores y
semiconductores.
b. La pendiente de la gráfica voltaje vs intensidad da como
resultado el valor de la resistencia.
Si, la pendiente de la gráfica da el valor de la resistencia.
0 5 10 15 20 25 30 3505
101520253035
Voltaje vs Intesidad
Intensidad
Volta
je
Como se puede ver en la gráfica Voltaje vs Intensidad.
c. Que la Ley de matemática que la gobierna es I=V / R y sirve
tanto para corriente continua como alterna.
No cumple para corriente alterna ya que la intensidad de
corriente varía.
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IV. CONCLUSIÓN:
Con los aparatos de medición se puede determinar la
intensidad, el voltaje y la capacidad de la resistencia para una
correcta instalación del circuito eléctrico.
Los instrumentos de medición son de uso primordial para
conocer el funcionamiento de un circuito eléctrico.
I. RECOMENDACIONES :
Debemos tener mucho cuidado al momento de hacer las
conexiones puesto que una mala conexión puede averiar
cualquiera de los instrumentos de medición ya sea el
voltímetro o el amperímetro.
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