UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA de América) FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA E.A.P. INGENIERÍA ELÉCTRICA LABORATORIO DE FISICA III “INSTRUMENTACION Y LEY DE OHM” Profesor: HENRY SANCHEZ Integrantes: QUISPE LOAYZA EDWIN 11190243 LEON CHAUPIN RICHARD 11190140 NIETO MARTINEZ MARTIN JESUS 10190142 NAVARRO ESPINOZA DIANA CAROLINA 14190139 JAPURA CHUMBIRAY BRIAN 11190139 LENIN BALLARTA MARTINES 12190177 Horario: Miércoles, 08:00 am – 10:00 am
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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS(Universidad del Perú, DECANA de
América)
FACULTAD DE INGENIERÍAELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA
E.A.P. INGENIERÍA ELÉCTRICA
LABORATORIO DE FISICA III
“INSTRUMENTACION Y LEY DE OHM” Profesor:
HENRY SANCHEZ
Integrantes:
QUISPE LOAYZA EDWIN 11190243 LEON CHAUPIN RICHARD 11190140 NIETO MARTINEZ MARTIN JESUS 10190142 NAVARRO ESPINOZA DIANA CAROLINA 14190139 JAPURA CHUMBIRAY BRIAN 11190139 LENIN BALLARTA MARTINES
12190177
Horario: Miércoles, 08:00 am – 10:00 am
2015-II
Experiencia N°3:INSTRUMENTACIÓN Y LEY DE OHM
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1. PROCEDIMIENTO
EXPERIMENTO 1B
MEDICION DIRECTA DE LA CORRIENTE ELECTRICA
La corriente eléctrica se mide con un amperímetro. El diagrama siguiente muestra diferentes posibilidades de integrar el amperímetro al circuito mostrado.
Obs: En clase, armamos el circuito del medio de arriba, con una resistencia de 100 ohmios y un voltaje de 10V, donde el Iexp=0.13A y el Iteorico=0.1A%error= 0.1-0.13/0.1 * 100% = 30%
MEDICION INDIRECTA DE LA CORRIENTE
Si no se tiene a disposición un amperímetro, sino, únicamente un voltímetro se puede determinar de manera indirecta la intensidad de corriente por medio de una medición de tensión, para ello se aprovecha la relación que existe entre la corriente y la tensión de una carga, esto es la Ley de ohm. La intensidad de corriente l que nos interesa se obtiene entonces a partir de la ecuación:
Obs: En clase, armamos el segundo circuito para una tensión de 10v y una resistencia de 100 ohmios, y así registrando el voltímetro 10 voltios, adjuntamos el circuito armado:
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Después procedimos a realizar el siguiente experimento: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 SO4203-6ª permite el análisis de circuitos de corriente 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.4.-Un máximo de 6 resistencias conectadas en grupo.5.-Condensador con resistencia de carga6.-Bobina de resistencia a carga.
En el siguiente experimento se debe comprobar la relación entre la corriente y la tensión de acuerdo con la ley de Ohm. Para ello, se aplicarán diferentes tensiones a la resistencia R1 de la tarjeta de Circuitos de resistencias y se medirá cada valor resultante de intensidad de corriente. La intensidad de la corriente se representará a continuación, gráficamente, en función de la tensión.
Abra el instrumento virtual Fuente de tensión continua y seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente. Encienda a continuación el instrumento por medio de la tecla POWER.
Abra el instrumento virtual Voltímetro A y seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente.
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En el caso de que realice la medición de corriente empleando el amperímetro virtual, abra el instrumento Amperímetro B y seleccione los ajustes que se detallan en la tabla siguiente.
Ahora, ajuste en el instrumento Fuente de tensión continua una tensión de 1 V. Mida el valor de la corriente resultante en miliamperios y anote el valor obtenido en la correspondiente fila de la tabla siguiente. Ahora, eleve la tensión en pasos de 1 V y anote de la misma manera el resultado de la intensidad de corriente medida en la tabla. (Nota: En el caso de que emplee el amperímetro virtual y se ilumine la indicación de "overload", deberá seleccionar el siguiente rango de medición más elevado). Si pulsa la pestaña "Diagrama" de la tabla, podrá visualizar gráficamente la característica I/U resultante.
Obs: Entonces se armó el circuito, y adjuntamos la foto, anotamos los valores que presentaremos a continuación, y en el cuestionario estará la gráfica en papel milimetrado.
COMPROBACION ANALOGICA DE LA LEY DE OHMVARIACION DE VOLTAJE Y CORRIENTE MANTENIENDO LA RESISTENCIA CONSTANTE
Obs: Procedimos a realizar el siguiente ejercicio, y colocamos los valores en la tabla respectiva.
TABLA 1 (R=100)
VOLTAJE (V) 0.85 2 3 5 6 7 9
INTENSIDAD (A)
0.010.01
80.02
60.04
70.05
80.06
70.08
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VARIACION DE LA CORRIENTE Y LA RESISTENCIA, MANTENIENDO CONSTANTE EL VOLTAJE
Usemos el mismo circuito de la figura 1, observe y anote en la tabla 2 los valores de corriente cuando cambian los valores de R en la caja de resistencias conservando constante la diferencia de potencial entre lo terminales de la misma Para conseguir esto varíe la posición del cursor del reóstato para cada lectura.
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TABLA 2
RESISTENCIA (Ω)
100 110 120 150 160 180 200
INTENSIDAD (A)
0.082
0.076
0.070.05
80.05
40.04
90.04
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2. CUESTIONARIO:
1. ¿Cuántas escalas poseen los instrumentos? (describa cada uno de ellos), indique su mínima y máxima lectura en cada escala.
Las escalas que poseen los instrumentos que usamos en el presente laboratorio, de acuerdo al tipo de instrumento, son:
Amperímetro analógico: Es un instrumento que se utiliza para medir la intensidad de corriente que circula en un circuito eléctrico. Su conexión siempre se hace en serie.- Las escalas del amperímetro son 3: 0-0.15A, 0-3A y 0-15 A
Voltímetro analógico: Es un instrumento que se utiliza en un circuito, para medir la diferencia de potencia entre dos puntos en un circuito dado, para su conexión, siempre es en paralelo a los puntos a medir el voltaje. - Las escalas del voltímetro son 3: 0-3V, 0-10V, 0-15V
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Caja de resistencia: En este instrumento, podemos regular la resistencia en un rango de 0-999 ohmios.
2. Investigue de qué otra manera se determina el valor de una resistencia. (Sin código de colores)
MEDICIÓN DE LAS RESISTENCIAS CON MULTÍMETRO
Previamente antes de manipular el instrumento debemos aprender a utilizar adecuadamente el multímetro para emplearlo como herramienta de gran utilidad en el análisis de circuitos eléctricos. Conocer el comportamiento de la corriente y el voltaje que se presenta en dos puntos cualesquiera de un circuito electrónico es fundamental para determinar su funcionamiento o las fallas que en él existan. Así pues, solamente se podrá llegar a éste mediante el uso adecuado del multímetro.
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El multímetro es un equipo-herramienta, empleado principalmente para medir resistencias (Ω), voltajes en corriente alterna (CA) y corriente directa (CD), amperaje en CA y CD. Para proceder la medición de la resistencia, debemos escoger con el seleccionador de rango del instrumento a control de resistencia.
De manera general para calcular la resistencia de un material conductor podemos calcular gracias al principio del físico Francés POUILLET.
3. Grafique en un papel milimetrado e intérprete V versus I, usando los valores de la tabla 1. Determine la pendiente de la misma.
Interpretación:La corriente sigue al voltaje. Un incremento del voltaje, significa un incremento en la corriente y un incremento en la corriente significa un incremento en el voltaje.Finalmente se obtiene la siguiente relación:
5. Considere una lámpara que tiene aproximadamente 50.5 Ω
y por la cual pasa una corriente de 25m A. ¿Cuál es el voltaje aplicado?¿Se cumplirá la ley de ohm?
Usando la Ley de Ohm, podemos decir:
1.2625 V
El voltaje aplicado debería ser 1.2625 voltios pero no siempre sucede esto ya que los materiales presentan cierto porcentaje de error. Se puede decir que se cumple la ley de ohm con cierta aproximación a lo real
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6. Con respecto a la ley de ohm podemos decir:
i) Se cumple en materiales conductores y semiconductores. (V)
La ley de Ohm, se aplica para cualquier tipo de material, eso implica conductores y semiconductores, y para ellos obtiene la densidad de corriente J y el campo eléctrico E, que se relacionan por una constante σ (conductividad), que es lo que tiene cada sustancia.
En esta fórmula, podemos observar que, a partir del campo eléctrico los electrones aceleran desplazándose libremente por el metal conductor. Por ella, obtenemos la ecuación:
Para metales y conductores, R es constante, no depende de la cantidad de corriente. En otros materiales y semiconductores, R no es constante.
ii) La pendiente de la gráfica voltaje vs. Intensidad da como resultado el valor de la resistencia. (V)
Físicamente, la pendiente entre voltaje vs. Intensidad es resistencia, ya que por definición se obtiene la ecuación:
Tenemos que el voltaje es directamente proporcional a la corriente I; y R es la pendiente, que significa resistencia, eso significa que a medida que aumente el voltaje, lo mismo sucederá con la corriente y la resistencia quedará fija.
iii) Que la ley de matemática que la gobierna es I = V/R y sirve tanto para corriente continua como alterna. (F)
Como se mencionó anteriormente, la ecuación es:
3. CONCLUSIONES:
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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.
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. También se debe tener en cuenta que no son totalmente exactos.
4. BIBLIOGRAFIA: Manual de laboratorio de Electricidad y Magnetismo –
Física III SERWAY – JEWETT. Física, para ciencias e ingeniería.
